基于农业物联网的室内养殖环境调节系统

随着农业物联网的快速发展，智能化养殖逐渐走进大众视野，为实现室内养殖环境的自动监测与调节，本文设计了基于农业物联网的室内养殖环境调节系统。该系统以STM32F103ZET6微控制器为主控，以温湿度传感器、烟雾浓度传感器和光照强度传感器等为主要传感器，实时采集环境中温湿度、烟雾浓度和光照强度等参数，通过ESP8266模块实时将所采集到的数据上传至数据中心进行数据可视化处理，并通过与适宜环境条件参数对比进行自动调节操作，直至参数达到适宜条件范围内。实验证明，该系统在误差范围内实现了室内养殖基本的环境测量和调节功能，具有较好的可靠性。

农业物联网是物联网在农业生产、经营、管理和服务中的应用，它使用传感器、摄像头等感知设备采集农业生产过程、农产品物流以及动植物本体的相关信息，通过移动通信网和互联网将获取的海量农业信息进行传输和融合处理，最后通过智能化操作终端实现农业产前、产中和产后的过程监控、科学决策和实时服务[1]。农业物联网在畜牧养殖、渔业、农产品流通等方面具有广泛的应用前景。

近年来，基于物联网技术的智慧农业解决方案不断涌现，如智慧温室、智慧养殖和智慧农田等，它们升级了传统的农业生产模式，实现了生产的自动化、信息化和可视化管理，提高了农业资源的利用效率。基于农业物联网技术的农业生产逐渐从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以数据为中心，网络化、智能化和数字化的生产模式[2]。

实时、准确地监测室内养殖环境参数并自动调节环境，使得室内养殖环境适宜农畜生长，是农业物联网需要解决的一个重要问题。

文献[3]提出了搭建一个远程温室控制系统， 由温湿度传感器SHT10、CO2传感器COZIR 及光照传感器实时采集温室的环境参数反馈给STM32 处理机进行数据处理，并通过控制机械结构进行自动调节。然而，该文献中使用的通信技术为短距离、安全性不高的串口通信。文献[4]提出了通过传感器技术、无线通信技术和互联网技术将室内各类环境检测量进行集中采集、处理、数据上传、报警等，从而实现智能家居环境监控与显示功能，但却使用了外设和功能相对较少、具有较低处理能力和存储容量的AT89S52 微控制器作为主控设备， 很难满足现代农畜养殖需要。

文献[5]提出了通过智能环境监测及调控系统自动获取牛舍内部的空气温湿度、CO2 浓度和NH3 浓度等数据， 并自动控制风机等装置改善牛舍内环境。然而，该文献仅仅对空气参数进行了测量并没有考虑其他环境因素，而且对于环境的调节方式也比较单一。

因此， 本文设计了一个基于STM32 单片机的室内养殖环境调节系统。

它不仅可以测量室内养殖常见的空气浓度参数，还可以测量养殖环境中的光照强度、灰尘浓度以及部分可燃气体的气体浓度，并通过不断与采集到的数据实时进行对比从而调节舵机、直流电机等成本更加便宜且效果更好的装置，从而保证室内养殖环境始终处于适宜范围。系统还采用了无线通信技术和互联网技术将养殖室内的环境变化实时、安全地显示在远程手机端，帮助农户做到足不出户就可以了解到养殖室内的环境变化。